3.1 Раздел 1. Общая часть

3.1.2 Анализ технического задания

В этом подразделе производится анализ исходных данных с целью уяснения:

а) назначения разрабатываемого устройства;

б)применения разрабатываемого устройства: самостоятельное (автономное) или в составе более сложного устройства (комплекса);

в) основных параметров устройства ;

г) электропитания - первичное, вторичное, потребляемая мощность, и другие характеристики;

д) габариты установки, которые должны быть не больше заданных.

е) условий эксплуатации по ГОСТ 15150-69:

1)климатическое исполнение - умеренный климат (У), умеренно холодный (УХЛ), тропический влажный (ТВ);

2)категория условий эксплуатации - на открытом воздухе (1), под навесом (2), в закрытых помещениях с естественной вентиляцией (3),в помещениях с искусственным климатом (4), в помещениях с повышенной влажностью (5);

ж) требований безопасности работы, для чего необходимо правильно выбрать конструкцию, материалы, предусмотреть средства защиты от коротких замыканий и заземление.

3.1.3 Разработка структурной схемы

Здесь производится обзор существующих узлов блоков, построенных различными способами и на различной элементной базе. Дается сравнительная оценка способов построения по экономичности, надежности, сложности, достижимым характеристикам и параметрам и обосновывается выбор структурной схемы.

Для правильного выбора структурной схемы целесообразно из существующих методов выбрать метод функционального наращивания,т.е. на основе известных исходных данных составляется перечень функций, которое должно реализовать разрабатываемое устройство.

Далее изображается схема этого устройства путем условных прямоугольных изображений структурных единиц с линиями связи между ними. Прямоугольники, обозначающие конкретные узлы разрабатываемого устройства, изображаются поочередно в соответствии с выполняемыми функциями.

Например

Для составления структурной схемы устройства выбирается метод функционального наращивания.

Основными функциями устройства слежения за яркостью освещения являются:

- слежение за освещенностью помещения;

- подача светового сигнала при недостаточном уровне освещенности;

- вторичное питание устройсва;

На основе вышеизложенных функций, устройство будет включать в себя следующие устройства:

- генератор импульсов;

- счетчик;

- устройство слежения за освещенностью;

- устройство памяти;

- ключ электронный;

- индикатор;

- блик питания.

Тогда структурная схема устройства слежения за яркостью освещения будет иметь вид, представленный на рисунке 1.

3.1.4 Разработка схемы электрической принципиальной

После проведенного анализа схемных решений выбирается наиболее подходящая схема электрическая принципиальная функционального узла.

Критерии выбора: простота, надежность, стоимость при выполнении заданных требований. Схема может быть дополнена новыми схемными решениями.

Выбранная схема вычерчивается полностью в пояснительной записке с буквенно-цифровыми обозначениями. При этом номиналы значений параметров электрорадиоэлементов (ЭРЭ) не обозначаются. На основании принципиальных схем каскадов строится схема электрическая принципиальная устройства. Эта схема является основной для оформления графической части курсового проекта.

Например,

Вначале производится анализ известных схемных решений проектируемого каскада, приводится схема одного из них. И на основании анализа исходных данных и принятой структурной схемы выбирается наиболее подходящая электрическая схема. Критерии выбора: простота, надежность, дешевизна при выполнении заданных требований. Она может быть дополнена, усовершенствована новыми схемными решениями.

Генератор импульсов целесообразно выполнить по схеме, собранной на таймере NE555. Такая схема обеспечит уровень импульсов, необходимый для работы проектируемого устройства. Схема представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Схема электрическая принципиальная генератора импульсов

В целях простоты и надежности наиболее подходящей схемой счетчика является схема, выполненная на микросхеме К561ИЕ10. Данный счетчик является восьмиразрядным двоичным счетчиком. Это достигается путем соединения выхода Q4 первого счетчика со сходом CP второго. Схема данного счетчика представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Схема электрическая принципиальная счетчика

В качестве элемента,реагирующего на освещенность разумно применить фоторезистор совместно с операционным усилителем без обратной связи, который будет работать как компаратор напряжения и реагировать на изменения сопротивления фоторезистора. Схема каскада представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 – Схема электрическая принципиальная каскада, определяющего освещенность

В целях простоты устройства слежения за яркостью освещения в качестве устройства памяти используется триггер, который является простейшей ячейкой памяти. Схема каскада памяти представлена на рисунке 5.

Рисунок 5 – Схема электрическая принципиальная каскада памяти

Электрический ключ представляет собой полевой транзистор, который открывается при подаче положительного импульса с выхода триггера. Схема приведена на рисунке 6.

Рисунок 6 – Схема электрическая принципиальная ключа электронного

В качестве индикатора целесообразно применить мигающий светодиод красного цвета. Его принципиальная схема показана на рисунке 7.

Рисунок 7 – Схема электрическая принципиальная индикатора

Существует множество схемных решений выполнения источника питания. Из всего разнообразия схем целесообразно будет выбрать схему, в которой используются дискретные элементы. Питание устройство получает от трансформаторного блока питания, состоящего из выпрямителя и стабилизатора.

Схема электрическая принципиальная трансформаторного источника питания изображена на рисунке 8.

Рисунок 8 – Схема электрическая принципиальная блока питания